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钴钼催化剂在水煤气变换中的应用

更新时间:2009-03-28

钴钼催化剂具有许多优势,主要体现在抗毒性较强等多个方面,目前在合成气厂中应用较为普遍,在应用过程中,受反应条件的影响,容易降低催化剂活性,因此必须控制好床层温度,本文就对此进行了具体分析。

1 选用

在选择钴钼催化剂的过程中,考虑到其耐硫性较强且活性较差的特点,因此主要应用于以煤、重油为原料的合成气厂。另外,在应用该催化剂时通常还需要添加其他的助催化剂,目的在于改变活性[1]。除考虑活性之外,还需要检测催化剂的强度,这两项要素成反比关系,即催化剂活性越好其强度较差。目前多数厂家已明确这两项因素之间的关系,因此会在寻找平衡点的基础上进行加工与制造,但这一平衡点并不具有绝对性,仍需要各厂家结合自身生产的具体特点加以确定,并且需要寻找操作方面的平衡点,以免催化剂受到的阻力过大。另外,在选择该催化剂时,应确保其粒度较小,这对于改善催化剂活性具有重要作用。为了能够延长该类催化剂的使用期限,可添加适量抗毒剂。

式中,Sh为深部热水初始焓值;Ss为热水最终焓值;Sc为冷水焓值;SiO2h为深部热水的SiO2初始含量;SiO2h为热水SiO2的最终含量;SiO2h为冷水SiO2含量。

2 装填

在装填过程中,主要有以下几项基本要求。第一,需要通过空速完成装填计算,而空速的确定主要以操作压力为依据,但在此之前,必须完成负荷的选定。第二,为了避免发生气体偏流的问题,需要控制好床层高度,确保其高于1m。第三,在装填过程时催化剂上下各需要铺设两层不锈钢丝网,且两层丝网按十字交叉铺设,丝网与丝网接口处相叠不小于80mm并用不锈钢丝绑好,目的在于避免催化剂漏出。另外,需要在上层网格中放置瓷球,避免冷凝水与催化剂接触。第四,应在变换炉下部位置放置催化剂,上部应留有足够的空间。另外,变换炉内部通常情况下分为四个不同的区域,在加工处理过程中最重要的是控制好各区域催化剂的量与温度,如果与相关指标不符则应立即进行调整。

3 硫化

钴钼催化剂在出厂时都以氧化态的形式存在,只有把氧化态的催化剂转变成硫化态时才能在生产中正常使用。因煤气中H2S含量较低,所以在硫化的过程中需要加注CS2来完成硫化。

接气前,先将除预、主变换炉外系统流程打通,此过程的水煤气根据调度要求决定是排往火炬系统还是直接送往净化装置,在工艺条件满足后,开始缓慢对预,主变炉进行均压待变换炉压力略高于冷却系统压力后,全开预变炉进口阀、主变炉出口阀,利用调节阀以较为缓慢的速度持续向变换炉内通入水煤气,这时水煤气开始与催化剂发生变换反应,生成的变换气经换热器冷却后送往后工序。

4 接气

根据反应动力学可知,为保证催化剂硫化彻底,还需要注意以下几个方面。第一,应确保硫催化剂足够干燥,催化剂在硫化前先进行升温与脱水处理,如果未能将这一环节处理到位,在硫化过程中就会遇到较多阻碍。第二,当主变换炉床层温度在230~260℃时,方可添加CS2,严禁提前加入。第三,应确保硫化各阶段硫化氢的浓度在工艺要求范围内,这样能够使硫化反应更加充分。另外,硫化时应坚持:“提硫不提温,提温不提硫”的 原则,防止催化剂超温,严格控制催化剂床层温度不超过450℃。

注意:在变换炉接气过程确保预变炉入口温度250℃以上。

本次2 000 例筛选对象中,1 008例低危人群,占50.40%(1 008/2 000 );517例中危人群,占20.85%(517/2 000);475例高危人群,占23.75%(475/2 000 )。

5 超温预防措施

在接气过程中容易出现超温现象,进而导致催化剂成分受损,缩短了其使用期限,因此应提前制定好预防措施,避免催化剂超温,一般采取以下措施:第一,催化剂硫化结束后需要降低床层温度,控制在300℃以下。第二,变换炉均压后,必须全开变换炉出口阀,通过调节阀控制进变换炉的水煤气量,确保变换炉床层温度在正常范围内。另外,需要将入口温度控制在250℃左右。第三,如果在反应过程中温度超标则需要在原有基础上增大进入变换炉的气量,及时排出剩余热量,这样就能避免出现超温现象。第四,如果超温应向煤气中并添加适量的氮气,防止催化剂过度超温。

1)患者有阑尾炎手术史,且炎症较重,门静脉系手术或脾切除病史;2)患者在上述手术史后出现厌食,腹泻,便秘,恶心,呕吐,持续高热;3)患者术后腹痛持续,或间断发作,定位不准确,超声检查手术区未见明显异常,症状和体征明显不符合;4)患者出现黄疸症状,抗炎治疗后可轻微好转,考虑会有细菌性血栓形成,要仔细探查门静脉系统;5)腹腔肠间隙或肝下有包裹性积液,穿刺抽出不凝血或黄染性液体;6)肝内出现低回声炎性改变,严重者可形成脓肿;7)受累肠壁增厚,肠腔积液,蠕动减慢,小肠扩张大于4cm者。总结以上情况均应及时考虑门静脉-肠系膜上静脉的问题。

6 活性和温度

如果在反应过程中发生反硫化反应,则会导致催化性活性降低,之所以会出现这样的问题,与床层温度、水煤气中硫化氢含量以及水气比的不合理有着直接关联。因此在反应过程中必须严格控制这几项要素。另外,如果水煤气中水分含量过高或炉内存在其他杂质,都会使得组分流失,进而导致催化剂活性降低。除此之外,在通入原料气之后,变换炉内通常情况下会发生甲烷化反应,进而导致床层温度升高,此时如果气量过大则会分散床层热量,进而导致炉内温度达不到催化剂的反应需求,因此在反应过程中必须控制好水煤气的气量。

7 结束语

总之,为响应国家节能降耗的号召,同时也为了帮助企业获取更高的经济效益,以煤、重油为原料的合成气厂选择钴钼催化剂是十分必要的,但在应用过程中应控制好温度、硫化氢的含量、水气比等各项要点,以免影响催化剂的活性。

参考文献

[1]陈西峰.浅谈钴钼催化剂在水煤气变换中的应用[J].化学工程与装备,2014,(6):53-55.

 
任凯,楚金
《化工设计通讯》 2018年第04期
《化工设计通讯》2018年第04期文献

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